• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.529-539
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• 2019

본 연구에서는 pH 변화에 따른 인공 산성광산배수로부터 중금속 제거와 침전물 생성에 대한 연구를 수행하였다. 인공 산성광산배수는 폐광산에서 유출되는 산성광산배수에 다량 포함된 Fe, Al, Cu, Zn, Mn의 황산염을 이용하여 제조하였다. 실험은 5가지의 중금속에 대하여 초기 농도 30과 70 mg/L의 단일 및 혼합 시료를 이용하여 수행하였다. Fe와 Al은 각각 pH 4.0과 5.0에서 대부분 제거되었으며 그 외 중금속은 pH가 증가함에 따라 서서히 감소하였다. 단일 및 혼합 중금속 시료에 대한 pH 증가에 따른 농도 변화는 대체로 유사한 경향을 나타낸다. 수용액으로부터 중금속 제거 효과는 초기 농도와 관계없이 유사한 경향을 나타내고 pH 변화에 따라 확연한 차이를 나타낸다. X-선회절분석을 이용하여 침전물에 대한 광물 감정을 수행하였으며 pH가 증가함에 따라 결정도가 증가하는 경향을 나타낸다. 수용액 내에 중금속 농도가 감소하면서 생성되는 침전물은 Fe-침철석(FeOOH), Al-배사알루미나이트(Al₄(SO₄)(OH)₁₀·4H₂O), Cu-코넬라이트Cu₁₉(OH)₃₂(SO₄)Cl₄·3H₂O)와 테놀라이트(tenorite: CuO), Zn-진사이트(ZnO), Mn-하우스마나이트(Mn₃O₄)이다.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.363-373
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• 2013

본 연구에서는 폐광된 전남 광양 본정광산의 토양, 산성광산배수 및 수계에 형성된 하상퇴적물에 대해서 거리에 따른 Au 및 중금속의 분포 및 거동특성을 파악하고자 하였다. AMD와 하상퇴적물로부터 Au의 화학적 존재형태 및 지구화학적 특성을 확인하기 위해 왕수분해, 연속추출, XRD 및 이화학 분석을 실시하였다. 폐석적치장 토양과 하상퇴적물에 대한 XRD분석을 실시한 결과 토양에서는 석영, 고령석, 하상퇴적물에서는 석영, 침철석이 관찰되었다. 거리에 따른 산성광산배수의 물리화학분석을 실시한 결과 수계의 pH와 Eh 범위는 각각 3.00에서 3.19, 396에서 450 mV를 나타나고 있다. 산성광산배수의 Au 함량은 0.68~0.97 mg/L 범위로 상류에서 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보이며, 하류에서는 불검출로 나타났다. 이는 수계의 Au 함량이 환경적 영향(pH, 산화환원전위, 침전, 흡착)을 받기 때문이다. 거리에 따른 하상퇴적물의 Au 함량은 13.76~22.85 mg/kg의 범위를 보인다. 연속추출을 통한 하상퇴적물의 Au 존재형태는 이온교환성 형태 10.84%, 탄산염 결합형태 11.09%, 철-망간 수산화물 형태 25.53%, 유기물-황 결합형태 26.62% 및 잔류성 형태 24.61%로 나타난다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.409-419
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• 2023

산성광산배수 처리방법은 적극적 처리방식과 소극적 처리방식이 일반적으로 사용되고 있으며, 이때 발생되는 부산물인 슬러지는 국내에서 약 5천 톤/년으로 발생하고 있다. 본 연구는 적극적 처리방식 중 물리·화학적 처리방식으로 정화 후 발생되는 슬러지의 특성을 조사하여 재활용 가능여부를 검토하기 위함이다. 5개소(D, H, S, T, Y) 수질정화시설의 슬러지의 특성을 물리·화학적 분석을 통해 검토하였다. 그 결과 pH는 pH 5.86 ~ pH 7.89로 측정되었고, 수분함량은 51 % ~ 82 %로 분석되었으며, 입자크기는 대부분 25 ㎛보다 작은 미립자로 구성되었음을 확인할 수 있었다. ICP-OES를 이용한 슬러지 내 무기물질 분석결과, Al, Fe, Mn의 농도범위는 각각 1,189 mg/kg ~ 129,344 mg/kg, 106,132 mg/kg ~ 338,011 mg/kg, 3,472 mg/kg ~ 11,743 mg/kg로 조사되어 고농도로 존재함을 확인 할 수 있었다. 그 외 무기물질 중 중금속류에 대해서는 T-슬러지는 As와 Zn, D-슬러지는 Cd, H-슬러지는 Ni, S-슬러지는 Zn, Y-슬러지는 Cd의 농도가 토양오염우려기준을 초과하였다. 또한 슬러지의 용출 특성을 알기위해 폐기물 용출시험(KSLT) 및 TCLP 시험을 진행하였다. 슬러지 재활용시 용출되어 지하수에 미치는 영향 확인을 위해 지하수 수질기준(생활용수) 20개 항목에 대하여 수행하였다. 용출시험결과 특정유해물질 16개 항목에서 모두 불검출로 확인되었으며, 일반항목 4개 항목에 대해서는 모두 생활용수 기준치 이내로 만족하였다. XRD, SEM-EDS의 분석결과, 슬러지는 주로 방해석, 석영의 패턴을 보였으며, 높은 Fe, O의구성비율로철수산화물이높은비중을차지하는것으로보였다. 이를 통해서 비매체접촉형 방식의 재활용의 가능성이 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.213-227
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• 2006

자연저감의 메커니즘을 설명하기 위하여 납과 비소 함량이 높은 세창광산 지역의 광산배수, 침출수 및 지표수의 지구화학적 변화를 연구하였다. 주요 오염원인 폐광석에서 미량원소의 분산 및 물리화학적인 조건의 변화에 따른 미량원소의 이동도를 평가하기 위하여 총함량 분석 및 연속추출을 수행하였다. 이러한 광산배수, 침출수 및 지표수의 화학성분은 시료채취의 위치 및 시기별로 변화가 컸으며, 특히 pH가 매우 낮고(pH 2.1-3.3), 황산염(최대 661mg/l) 및 미량원소의 함량(최대 169mg/l Zn, 27mg/l As, 3.97mg/l Pb, 2.99mg/l Cu and 1.88mg/l Cd)이 매우 높은 경우가 관찰되었다. 그러나 지표수에서의 비소와 미량원소의 함량은 특별한 처리를 하지 않아도 광산배수와 침출수가 배출되는 지점으로부터 가까운 거리인 지류와 합류되는 지점(8번, 16번)에서 자연배경값과 거의 유사한 함량으로 낮아졌다. 철-황화광물의 산화작용과 가수분해에 따른 비정질 철-2차광물의 침전작용은 하천으로 유입되는 미량원소의 이동을 크게 감소시켜주는 효과적인 자연저감 메커니즘이었다. 또한 오염되지 않은 지표수와의 합류에 의한 희석효과도 미량원소의 함량을 감소시키고 점진적으로 pH를 증가시켰다. 한편, 가장 용해성이 높은 원소인 아연은 pH가 거의 중성에 가까워질 때까지 상당량이 용해된 용질상태로 남아있었다. 환경독성학적인 관점으로 볼 때, 세창광산 지역에서는 아연에 의한 오염에 특별한 관심을 가져야 한다. 이러한 것은 수분을 함유한 폐광석에서 아연의 대부분이 양이 온교환형(전체 함량의 65-89%)으로 존재하고, 납은 전체함량의 65-89%가 산화광물 및 탄산염광물형태와 수반되었으며, 카드뮴, 구리 및 비소는 잔류형태가 우세한 것으로 나타난 연속추출실험 결과에 의해서도 확인되었다. 건조상태의 폐광석에서는 전체 납 함량의 34-48%가 쉽게 용출될 수 있는 양이온교환형태로 존재하였다. 양이온교환 및 탄산염광물 수반된 금속의 비율을 고려하면 각 미량원소의 상대적인 이동도는 Zn>Pb>Cd>As=Cu의 순서로 감소하는 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.5-11
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• 2012

폐광산의 산성배수(AMD)는 황철석을 비롯한 다른 금속 황화물의 산화를 통해 발생한 폐광산의 산성배수는 환경오염의 원인 중 하나이다. 본 연구에서는 이러한 폐광산의 산성배수가 생성되는 과정에서 산화미생물의 관여 정도를 알아보고, 이를 억제할 수 있는 방법에 대해여 살펴보았다. 산성배수 발생에 영향을 미치는 산화미생물로 Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans을 선정하였으며, 이 산화미생물의 활성 및 생장 속도를 측정하였으며, 이산화염소$(ClO_2)$, NaCl, 그리고 계면활성제(ASOR-770) 를 산발생 억제제로 이용하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 10ppm 이산화염소가 가장 효과적인 억제제였으며, 산화미생물의 활성도와 생장도를 20% 까지 감소시켜주었다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.35-48
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• 2004

본 논문에서는 폐광산지역의 오염특성 조사와 평가를 위한 지구화학적 접근방법에 대하여 정리ㆍ기술하였다. 폐광산지역의 주요 오염원은 갱내수, 광석, 광미 및 선광을 위해 사용한 화학약품 등이고 산성광산배수의 배출, 광산폐기물의 유실, 유해성 침출수의 배출, 광미와 분진의 분산 등에 의해 중금속이 이동/확산되어 주변토양, 퇴적물, 지표수, 지하수, 생태계에 광역적/지속적으로 심각한 영향을 미친다. 따라서 오염원, 주변 토양, 지표수, 지하수 등에 대한 화학분석, 광물학적분석, 광산산성배수 예측실험, 물리/지화학탐사와 같은 현장실험 등의 방법을 이용한 조사를 통해 폐광산이 주변 환경에 미치는 잠재적이고 실제적인 영향이 조사$.$평가 되어야한다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.472-475
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• 2008

중금속으로 오염된 토양을 안정화하고자 석탄 광산 배수 처리 시 발생되는 슬러지를 이용하여 중금속 용출 실험을 실시하였다. 용출 실험을 위하여 슬러지를 무게비율로 0%, 1%, 3%를 완전혼합하고, 3%슬러지를 오염토양과 층을 이루어 용출 실험을 실시하였다. 유입 pH를 5.5-6.2와 3-4로 조절하여 용출실험을 실시한 결과 Cu, Zn, Pb, Cr의 용출 농토는 3% M<3% S<1% M<0% 순으로 나타났다. 오염토양 무게 비율로 3% 슬러지를 완전혼합 시 중금속 용출 실험 결과 20년 기준 안정성을 확보할 수 있었다.

• 산업기술연구
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• 제32권A호
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• pp.21-27
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• 2012

The characteristics of floc formation of the iron(Fe) ions contained in the acid mine drainage was studied for developing the process treating the acid mine drainage. The iron(Fe) ions were formed into flocs by the acid-base reaction with the added $Ca(OH)_2$. The molal ratio of iron(Fe) vs $Ca(OH)_2$ was one of major control variables in treatment; pH change, iron(Fe) ions concentration in treated drainage, DO (dissolved oxygen content). In addition, the air gave much effect on the color of the $iron(Fe)-Ca(OH)_2$ flocs and the attachment to magnet. The attaching to the magnet of the flocs formed in the air was much less than the case without air.

• 자원환경지질
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• 제43권1호
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• pp.21-31
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• 2010

산화제를 이용한 광산배수 정화에 관한 연구를 위하여 옥동광산으로부터 채수한 갱내수와 침출수를 산화제인 NaOCl와 $H_2O_2$를 이용하여 반응 실험을 실시하였다. 초기 갱내수의 pH와 EC는 각각 5.77, 831 uS/cm 이며, Mg(23.25 mg/l), Mn(14.90 mg/l), Zn(22.99 mg/l)이다. 광미적치장으로부터 유출되는 침출수의 pH와 EC는 6.38, 1920 uS/cm이며, Mg(98.75 mg/l), Mn(3.38 mg/l), Zn(6.16 mg/l)로 갱내수와 다른 양이온 농도 특성을 갖는다. 산화제의 종류와 양에 따라 양이온이 제거 되는 데 소요되는 시간적 차이가 있지만, 갱내수와 침출수에 포함된 Mg, Zn, Mn은 99%이상 제거되었다. Visual MINTEQ 계산결과 포화지수가 0보다 큰 값을 나타내는 화합물이 존재하지 않기때문에 초기 갱내수와 침출수로부터 침전 가능한 광물은 존재하지 않는다. 갱내수와 광미적치장 침출수를 NaOCl과 반응시킬 때 생성되는 침전물은 적갈색의 Mangano-calcite이며, 그 외 Calcite magnesian, Calcite 등의 광물을 포함하고 있다.

• 한국광물학회지
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• 제30권4호
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• pp.195-204
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• 2017

달성광산 주변 하천에서 채취한 시료를 이용하여 중금속 흡착 특성 평가를 수행하였다. 수용액 내에 존재하는 As, Cu, Cd를 대상으로 산성광산배수 침전물을 이용하여 중금속 제거 실험을 수행하였다. 중금속 흡착 물질의 주 구성광물은 황갈색(Munsell color 8.75YR 5/10)의 schwertmannite와 흑갈색의 (Munsell color 2.5YR 3/8) 침철석이다. 흡착 물질에 의한 흡착 제거 효율과 흡착량은 수용액 내의 중금속의 초기 농도와 흡착물질의 특성에 의해 좌우된다. 달성광산에서 채취한 침전물에 의한 중금속 흡착 효율은 As > Cu > Cd 순으로 나타낼 수 있다. 저농도일 때 침전물에 의한 흡착 제거 효율은 As 67.00-85.00%, Cd 26.24-29.08%, Cu 7.67-12.82% 정도이다. Cu의 초기 농도가 1 mg/L와 10 mg/L일 때, 흡착 물질이 schwertmannite인 경우 흡착량은 0.29와 1.29 mg/g이며, 침철석인 경우 0.24-1.97 mg/g으로 초기 농도가 높거나 흡착 물질이 침철석인 경우 흡착량이 더 높게 나타난다.